RU2783941C1 - Способ получения сцинтилляционного кристалла и изделий из него - Google Patents
Способ получения сцинтилляционного кристалла и изделий из него Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783941C1 RU2783941C1 RU2022101090A RU2022101090A RU2783941C1 RU 2783941 C1 RU2783941 C1 RU 2783941C1 RU 2022101090 A RU2022101090 A RU 2022101090A RU 2022101090 A RU2022101090 A RU 2022101090A RU 2783941 C1 RU2783941 C1 RU 2783941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crystal
- crystals
- plates
- rods
- lutetium
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000139 lutetium(III) oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910003443 lutetium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- UGBIHFMRUDAMBY-UHFFFAOYSA-N lutetium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Lu+3].[Lu+3] UGBIHFMRUDAMBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 25
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005658 nuclear physics Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 26
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 15
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 7
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 5
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 cerium ions Chemical class 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- BOYZAERJCXIRAX-UHFFFAOYSA-N lutetium(3+);trisilicate Chemical compound [Lu+3].[Lu+3].[Lu+3].[Lu+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BOYZAERJCXIRAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 2
- RFVFQQWKPSOBED-PSXMRANNSA-N 1-myristoyl-2-palmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)O[C@@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)COC(=O)CCCCCCCCCCCCC RFVFQQWKPSOBED-PSXMRANNSA-N 0.000 description 1
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 Brain Anatomy 0.000 description 1
- 229910020203 CeO Inorganic materials 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N D-Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036740 Metabolism Effects 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 210000004165 Myocardium Anatomy 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000002799 Prunus avium Species 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 235000019693 cherries Nutrition 0.000 description 1
- CJXGIXZRLCJRRW-UHFFFAOYSA-L chloride;thiocyanate Chemical compound [Cl-].[S-]C#N CJXGIXZRLCJRRW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesions Effects 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000037323 metabolic rate Effects 0.000 description 1
- 230000035786 metabolism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 1
- 230000000644 propagated Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционных материалов для использования в ядерной физике, сцинтилляционных модулях коллайдеров, рентгеновской компьютерной флюорографии и трехмерной позитрон-эмиссионной компьютерной томографии. Способ получения сцинтилляционных кристаллов на основе силиката, содержащего лютеций Lu, включающий (1) предварительное приготовление шихты состава в соответствии с химической формулой соединения Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999, (2) последующее выращивание монокристаллов из полученной шихты по методу Чохральского, при этом: (а) выращивают кристалл диаметром 60-100 мм, используя 70-85% исходного расплава для предотвращения деформации и увеличения диаметра иридиевого тигля во время кристаллизации остатков расплава; (б) из выращенных кристаллов вырезают, изготавливают полированные стержни сечением в диапазоне от 0,5×0,5 до 4×4 мм2 и длиной в диапазоне от 10 до 30 мм, а также полированные пластины толщиной от 0,5 до 5 мм; (в) проводят отжиг полированных стержней и пластин на воздухе при температуре 1100°С в течение 12 ч для устранения в кристаллической решетке напряжений, возникающих в процессе резки и полировки поверхностей; (г) проводят легирование полированных стержней и пластин водородом отжигом в газовой атмосфере, содержащей водород, в частности в смеси аргона с 5-10% Н2 при температуре 1100-1200°С в течение 12-24 ч для снижения времени сцинтилляции с 36-38 нс до 20-32 нс; (д) порошкообразный Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999, образующийся в процессе разрезания кристаллической були на стержни и пластины, собирают рециркуляцией жидкости, в частности воды, для химического извлечения оксида лютеция Lu2O3 и его повторного использования при выращивании кристаллов. Полученные кристаллы обладают быстрым временем сцинтилляции и высоким пространственным разрешением, т.е. являются перспективными материалами для детекторов гамма-излучения субмиллиметрового разрешения при снижении себестоимости их производства. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 7 пр.
Description
Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционных кристаллов для использования в ядерной физике, сцинтилляционных модулях коллайдеров, рентгеновской компьютерной флюорографии и трехмерной позитрон-эмиссионной компьютерной томографии (ПЭТ). Актуальность изобретения обусловлена тем, что позитрон-эмиссионные томографы предназначены для диагностики рака у человека, изучения мозга человека и кровоснабжения сердечных мышц, для изучения распределения новых лекарственных веществ в различных органах подопытных мышей и крыс с помощью микро-томографов.
В статье Черри [Cherry S R. In vivo molecular and genomic imaging: new challenges for imaging physics. Phys. Med. Biol. 49 (2004) R13-48] обсуждено получение изображения методом позитрон-эмиссионной томографии, которая использует короткоживущие радиоактивные изотопы, чтобы сделать изображения распределения маркированных изотопами органических молекул в процессе жизнедеятельности клеток в живом организме животных и человека. Введение в кровь пациента глюкозы, маркированной позитрон-излучающим изотопом, имеет целью выявление областей, в которых идет активный метаболизм. Раковые клетки обладают значительно большей скоростью метаболизма. Поэтому в этих клетках концентрируются молекулы с радиоактивной меткой, и поэтому в раковых клетках происходит аннигиляция позитронов. В позитрон-эмиссионной томографии (positron emission tomography - PET) при регистрации гамма-лучей определяют линию ответа LOR (line of response), вдоль которой распространяются два 511 кэВ гамма-кванта после аннигиляции одного позитрона. Как правило, в ПЭТ-сканере датчики регистрации гамма-квантов расположены в кольце.
В современном коммерческом томографе на основе времяпролетной технологии (time-of-flight positron emission tomography - TOF-PET) важнейшей характеристикой является разница во времени регистрации первого и второго гамма-квантов (coincidence time resolution - CTR). Измерение разницы времени полета около 220 пикосекунд позволяет определить положение места аннигиляции вдоль LOR с точностью ~ 3 см.
Разрешение времени совпадения (CRT) является основным параметром обнаружения гамма-квантов 511 кэВ в системе времяпролетной томографии (TOF-PET). В научной статье [M.V. Nemallapudi, S. Gundacker, P. Lecoq, E. Auffray, A. Ferri, A. Gola, C. Piemonte. "Sub-100 ps coincidence time resolution for positron emission tomography with LSO:Ce codoped with Ca". Phys. Med. Biol. 60 (2015) 4635-4649.] для кристаллов LSO:Ce:0.4%Ca показано, что лучшие значения CTR наблюдаются при снижении температуры до +8°С и особенно до отрицательной температуры -20°С и равняются, соответственно 97±5 пикосекунд и 87±5 пикосекунд.
Повышение точности определения места аннигиляции позволяет значительно улучшить резкость и качество изображения, а также улучшить точность выявления малоразмерных раковых образований. Томографы на основе времяпролетной технологии обеспечивают более высокое отношение сигнал-шум (SNR), чем в томографах без времяпролетной технологии (non-TOF система), а также в короткое время получать изображения для тяжелых пациентов с весом 120-150 кг, что невозможно в старых томографах без времяпролетной технологии. Быстродействие времяпролетной технологии и компьютерная обработка изображений перспективны для получения изображения в каждой фазе работы сердца человека, а также обследования детей, если они шевелятся в процессе работы томографа. Малая скорость получения изображения в старых позитрон-эмиссионных томографах без времяпролетной технологии требует усыпления детей перед процедурой сканирования.
В позитрон-эмиссионном томографе с максимально эффективной времяпролетной технологией (TOF-PET) кристалл должен обладать следующими основными физическими параметрами: (1) эффективный атомный номер Z выше 50, который обеспечивает поглощение больше чем 30% гамма-квантов с энергией 511 кэВ; (2) высокая плотность (выше 7 г/см3) обеспечивает в кристаллическом пикселе длиной 20-30 миллиметров эффективность совпадения 50% из-за ошибки в результате эффекта параллакса; (3) время сцинтилляции менее 32 нс, необходимое при измерении времени совпадения от 220 пикосекунд для определения положения места аннигиляции вдоль LOR с точностью ~ 3 см, и до времени совпадения 80 пикосекунд для определения положения места аннигиляции вдоль LOR с точностью 0.5 см; (4) высокий световой выход > 8000 Фот/МэВ обязателен для детекторов томографов с большим числом пикселей 16×16 штук в одном матричном модуле; (5) высокое энергетическое разрешение требуется для снижения влияния на изображение ошибочных данных из-за комптоновского рассеяния; (6) малое послесвечение обязательно в кристалле для достижения высокой скорости счета гамма-квантов.
В современных коммерческих томографах на основе времяпролетной технологии используют сцинтилляционные вещества на основе легированного ионами церия оксиортосиликата лютеция.
Известно сцинтилляционное вещество - кристалл оксиортосиликата лютеция с церием Ce2xLu2(1-x)SiO5, где х изменяется в пределах от 2⋅10-4 до 3⋅10-2 (патент США 4958080 от 18.09.1990). Методом получения этого вещества является выращивание из расплава, имеющего состав Ce2xLu2(1-x)SiO5. Сцинтилляционные кристаллы Ce2-xLu2(1-x)SiO5 имеют большую плотность, высокий атомный номер, относительно низкий показатель преломления, высокий световой выход, время затухания сцинтилляции 38-44 нс, которое не позволяет использовать этот материал в современных томографах с времяпролетной технологией для определения положения места аннигиляции вдоль LOR с точностью ~ 3 см.
Впервые в мире в российском патенте RU 2157552 (12.01.1998) предложено использовать дополнительное добавление в расплав оксида кальция и выращивание кристалла оксиортосиликата лютеция с временем сцинтилляции 32 нс. Российский патент RU 2157552 (основа US 6278832) указан в качестве приоритетного патента в патентах США: US 7132060, US 7651632, US 803,258, US 7618491, US 8062419, в которых ортосиликат лютеция дополнительно легирован кальцием Са2+ для снижения времени сцинтилляции и использования в позитронно-эмиссионных томографах с времяпролетной технологией TOF-PET. Все приведенные патенты пытались обойти химические формулы, запатентованные в российском патенте RU 2157552 (С2) и полученном на его основе патенте США US 6278832 (В1). В патентах США: US 7132060, US 7651632, US 8034258, US 7618491, US 8062419 в формулах изобретения представлены химические формулы с дополнительным легированием кальцием Са2+ без учета кислородных вакансий. Эти составы не могут быть реализованы на практике, так как эти формулы нарушают закон химии о зарядовой нейтральности химических соединений, где сумма зарядов катионов равна сумме зарядов анионов. Этот основной закон химии известен около 200 лет.
Патент US 7651632 защищает неорганический сцинтилляционный материал с формулой , в которой: М представляет ион двухвалентного щелочного материала и М' представляет трехвалентный металл. Проведем расчет. преобразуем в формулу . Пусть М - это двухвалентный ион Са2+ и v=0, тогда
Таким образом, в этой формуле сумма положительных зарядов катионов имеет значение 5-z/2, но в формуле изобретения патента US 7651632 написана сумма отрицательных зарядов ионов кислорода, которая равна точно 5. Это нарушает основной закон химии о зарядовой нейтральности химических соединений, что является недостатком сцинтилляционного вещества в патенте US 7651632.
Зависимость времени сцинтилляции от концентрации Са2+ в расплаве измерена в патенте США US 8278624 от 2.10.2012 для кристаллов LSO:Ce:Ca, легированных 0,01%, 0,2%, 0,3%, 0,4% Са. Также изучен абсолютный световой выход в зависимости от концентрации Са2+ в расплаве. В формуле изобретения приведена формула с ионами Са2+, которая нарушает закон химии о зарядовой нейтральности химических соединений. Поэтому патенты США: US 8278624, US 8034258, US 7618491, US 8062419 являются инвалидными с точки зрения международного патентного права и нарушают российский патент RU 2157552 от 12.01.1998, в котором запатентованы химические составы с ионами Са2+ и учетом зарядовой нейтральности с индексом кислорода меньше 5, а именно SiO5-x.
Патент US 6413311 от 2.07.2002 описывает способ получения легированного церием оксиортосиликата лютеция (LSO:Ce), дающего для верха и низа були градиент времени сцинтилляции. Указанный способ включает шаги:
a) выбор иридиевого тигля, определяемого как чаша, имеющая первый диаметр, и указанный первый диаметр выбирается исходя из второго диаметра, определяемого указанной кристаллической булей;
b) смешение легирующего церия (СеО2) с оксидом лютеция (Lu2O3) и двуокисью кремния (SiO2) в указанном иридиевом тигле;
c) плавление указанных CeO2, Lu2O3, SiO2 до образования расплава;
d) приведение в контакт затравочного кристалла в указанном тигле с поверхностью расплава указанного состава;
e) вращение указанного затравочного кристалла; и
f) вытягивание указанного затравочного кристалла вверх из указанного тигля с вращением затравочного кристалла. Тем самым формируется указанная кристаллическая буля с заданным вторым диаметром.
Перечисленные в патенте US 6413311 шаги являются основой метода Чохральского при выращивании LSO:Ce, описанного ранее в патенте США US 4958080 от 18.09.1990 и научных публикациях. Недостатком патента US 6413311 является отсутствие технического решения по использованию 70-85% исходного расплава для предотвращения деформации и увеличения диаметра иридиевого тигля во время кристаллизации остатков расплава, а также по повторному использованию лютеция, содержащегося в конических частях кристаллической були, и закристаллизовавшегося вещества в тигле после проведения нескольких процессов.
В современном коммерческом томографе на основе времяпролетной технологии TOF-PET детектор томографа состоит из 28336 штук кристаллических элементов размером 4×4×22 мм3, стоимость которых составляет десятки процентов в цене томографа. Снижение себестоимости производства лютецийсодержащих кристаллов важно в коммерческом способе производства сцинтилляционных элементов. Настоящий патент предлагает достижение этого технического и экономического результата вследствие длительного срока эксплуатации дорогостоящих иридиевых тиглей и повторного использования лютецийсодержащих отходов.
Таким образом, кристаллы на основе оксиортосиликатов лютеция LSO:Ce3+:Ca2+, которые содержат кислородные вакансии, с высокой плотностью около 7.4 г/см3 и быстрым временем сцинтилляции, позволяют достичь параметра CTR менее 100 ps, а это может обеспечить пространственное разрешение 0.5-1.0 см для будущего поколения медицинских TOF-PET-томографов.
Существенным техническим недостатком способа получения известных сцинтилляционных кристаллов в патентах США US 4958080, US 7132060, US 7651632, US 8034,258, US 7618491, US 8062419 является выращивание кристаллов из шихты, содержащей чрезвычайно дорогостоящий реактив Lu2O3 с химической чистотой не меньше чем 99,99%, а в формулах изобретений данных патентов отсутствует техническое решение для химического извлечения оксида лютеция Lu2O3 из:
(а) порошкообразного сцинтилляционного материала, образующегося в процессе разрезания кристаллической були;
б) верхней конической части кристаллической були и нижней цилиндрической части були, непригодной для изготовления сцинтилляционных элементов с энергетическим разрешением лучше <12%;
в) поликристаллического материала, образовавшегося на дне тигля после завершения процесса роста кристалла. Следовательно, указанные выше патенты США не учитывают вышеуказанные недостатки и не предлагают технического решения для химического извлечения дорогостоящего оксида лютеция Lu2O3 и его повторного (многоразового) использования при выращивании кристаллов.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание способа получения сцинтилляционных кристаллов на основе оксиортосиликата лютеция и изготовления сцинтилляционных элементов, содержащих лютеций Lu, включающего: выращивание монокристаллов диаметром 60-100 мм по методу Чохральского с использованием 70-85% исходного расплава; вырезание и изготовление полированных стержней сечением в диапазоне от 0.5×0.5 мм2 до 4,0×4,0 мм2 и длиной в диапазоне от 10 до 30 мм, а также полированных пластин толщиной от 0.5 мм до 5.0 мм; сбор рециркуляцией жидкости, в частности воды, порошкообразного Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999, образующегося в процессе разрезания кристаллической були на стержни и пластины; высокотемпературный отжиг отполированных стержней и пластин на воздухе для устранения в кристаллической решетке напряжений; высокотемпературный отжиг в газовой атмосфере, содержащей водород, для снижения времени сцинтилляции; извлечение Lu2O3 и его повторное использование в приготовлении шихты для выращивания кристаллов.
В конкретных формах выполнения задачей изобретения является снижение стоимости нового поколения детекторов гамма-излучения субмиллиметрового разрешения на основе легированных церием Се3+ лютецийсодержащих кристаллов, в частности, изготовление детекторов на основе: (а) матрицы 12×12 стержней сечением 1.0×1.0 мм2, (б) матрицы 17×17 стержней сечением 0.7×0.7 мм2, (в) матрицы 22×22 стержней сечением 0.5×0.5 мм2.
Указанные задачи решаются следующим образом:
1. Реализуется способ получения сцинтилляционных кристаллов на основе силиката, содержащего лютеций, включающий:
(1) предварительное приготовление шихты состава в соответствии с химической формулой соединения Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999,
(2) последующее выращивание монокристаллов из полученной шихты по методу Чохральского,
отличающийся тем, что
(а) выращивают кристалл диаметром 60-100 мм, используя 70-85% исходного расплава для предотвращения деформации и увеличения диаметра иридиевого тигля во время кристаллизации остатков расплава;
(б) из выращенных кристаллов вырезают, изготавливают полированные стержни сечением в диапазоне от 0.5×0.5 мм2 до 4×4 мм2 и длиной в диапазоне от 10 до 30 мм, а также полированные пластины толщиной от 0.5 мм до 5 мм;
(в) проводят отжиг полированных стержней и пластин на воздухе при температуре 1100°С в течение 12 часов для устранения в кристаллической решетке напряжений, возникающих в процессе резки и полировки поверхностей;
(г) проводят легирование полированных стержней и пластин водородом отжигом в газовой атмосфере, содержащей водород, в частности в смеси аргона с 5-10% Н2 при температуре 1100-1200°С в течение 12-24 часов для снижения времени сцинтилляции с 36-38 нс до 20-32 нс;
(д) порошкообразный Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999, образующийся в процессе разрезания кристаллической були на стержни и пластины, собирают рециркуляцией жидкости, в частности воды, для химического извлечения оксида лютеция Lu2O3 и его повторного использования при выращивании кристаллов.
2. Реализуется способ получения сцинтилляционных кристаллов по п. 1, отличающийся тем, что
(е) порошкообразный силикат, содержащий лютеций, образующийся в процессе разрезания кристаллической були на стержни и пластины, собранный рециркуляцией жидкости, в частности воды, для химического извлечения оксида лютеция Lu2O3 и его повторного использования при выращивании кристаллов; верхнюю коническую часть кристаллической були; нижнюю цилиндрическую часть були, полученную в период кристаллизации 75-85% исходного расплава; и поликристаллический материал, образовавшийся на дне тигля после завершения процесса роста кристалла, растворяют при нагреве в смеси кислот Н3РО4 + H2SO4,
(ж) затем из водного раствора осаждают лютеций содержащий осадок,
(з) осадок отфильтровывают и высушивают,
(и) и отжигают на воздухе при температуре 800-900°С в течение 8 часов для получения Lu2O3 и его повторного использования в приготовлении шихты.
Совокупность приемов и операций, приведенных в пунктах 1-2 в ходе реализации способа получения сцинтилляционных кристаллов на основе силиката, содержащего лютеций, позволяет снизить стоимость изготовления сцинтилляционных элементов для томографов на основе времяпролетной технологии TOF-PET и нового поколения детекторов гамма-излучения субмиллиметрового разрешения, а также сцинтилляционных модулей коллайдеров.
Сущность предлагаемых технических решений иллюстрируется следующим графическим материалом:
Фиг. 1. Выращенный методом Чохральского кристалл из начального состава расплава с химической формулой соединения Се0,002Lu1,947Са0,001Y0,05SiO4,999.
Фиг. 2 демонстрирует искажение изображения в результате влияния объема стержней (пикселей) на пространственное разрешение изображения в томографе. Искажение изображения ранее известно из публикации (Biograph Vision | Recognize opportunities in a changing healthcare market. Order No. A91MI-10466-C1-7600 | Printed in USA | MI-3597.KBK.MH.TW.3000 | © Siemens Healthcare GmbH, 09.2018). Оригинал изображения - 6. Искажение оригинального изображения, наблюдаемое после прохождения света через матрицу, состоящую из отполированных стержней (пикселей) различного сечения 7-11. Минимальное искажение оригинального изображения наблюдается для матрицы, состоящей из тонких стержней 0,8×0,8×20 мм3.
Для эффективного поглощения гамма-квантов 511 кэВ в кристалле с высокой плотностью 7,4 г/см3 требуется длина сцинтилляционных пикселей 20-30 мм, необходимая для уменьшения количества гамма-квантов, которые проходят через объем стержня без поглощения, а поэтому не регистрируются системой измерения томографа. Уменьшение сечения кристаллического стержня улучшает пространственное разрешение томографа и позволяет получать четкое изображение с резким контрастом для малоразмерных частей оригинального изображения, как, например, номер 11. С технической точки зрения искажение изображения в результате эффекта объема пикселей (стержней) заставляет казаться область появления раковых клеток более обширной, чем она является фактически, если размер ракового повреждения меньше сечения одного пикселя. Таким образом, эффект объема пикселей увеличивает погрешность измерения.
Фиг. 3. Детекторы гамма-излучения субмиллиметрового разрешения, изготовленные из легированных церием Се3+ кристаллов: Gd3Ga3Al2O12 (Ce:GGAG) и (Lu,Y)2(SiO4)O (Ce:LYSO) известны из публикации (T.Kato, J.Kataoka, T.Nakamori, T.Miura, H.Matsuda, A.Kishimoto, K.Sato, Y.Ishikawa, K.Yamamura, S.Nakamura, N.Kawabata, H.Ikeda, S.Yamamoto, K.Kamada. A novel gamma-ray detector with submillimeter resolutions using a monolithic MPPC array with pixelized Ce:LYSO and Ce:GGAG crystals. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A699 (2013) 235-241). Слева направо: матрица 12×12 стержней сечением 1,0×1,0 мм2, матрица 17×17 стержней сечением 0,7×0,7 мм2 и матрица 22×22 стержней сечением 0.5×0.5 мм2. Расстояние между стержнями 0,2 мм заполнено белым светоотражающим BaSO4.
Фиг. 4. Увеличение диаметра (раздувание) тигля в результате кристаллизации остатков расплава при снижении температуры на завершающем этапе процесса выращивания кристалла.
Фиг. 5. Отполированные стержни 4,0×4,0×30 мм3 и 4,0×4,0×22 мм3 из кристалла, выращенного из начального состава расплава с химической формулой соединения Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999, для позитрон-эмиссионного томографа. Под действием ультрафиолетового света стержни 19 и 20 люминесцируют синим светом. Дневным светом освещена сбоку матрица 21, изготовленная методом склеивания прозрачным клеем девяти отполированных стержней 4,0×4,0×22 мм3.
Фиг. 6. Под действием ультрафиолетового света отполированные стержни 22 размером 0,8×0,8×20 мм3 и стержни размером 0.5×1.2×20 мм3 в матрице 23 из кристалла, выращенного из начального состава расплава Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999, люминесцируют синим светом. За счет эффекта полного внутреннего отражения свет распространяется вдоль стержней и концентрируется. Поэтому яркость светового потока, выходящего с торца стержней, существенно выше, чем с боковой поверхности. Ультрафиолетовым светом освещена сбоку матрица 24, изготовленная методом склеивания прозрачным клеем шестидесяти четырех отполированных стержней 0.5×1,2×20 мм3.
Фиг. 7. Отполированные пластины 25 и 26 изготовлены из монокристалла, выращенного методом Чохральского из начального состава расплава с химической формулой соединения Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999.
Таблица 1. Количество порошкообразного материала, образующегося из монокристалла при разрезании и полировке (потери при изготовлении сцинтилляционных элементов).
Пример 1. Фиг. 4 демонстрирует причину резкого снижения времени эксплуатации иридиевых тиглей при выращивании кристаллов методом Чохральского из-за увеличения диаметра (раздувания) тигля в результате кристаллизации остатков расплава при снижении температуры на завершающем этапе процесса выращивания кристалла. На фотографии показано раздувание иридиевого тигля 12 с внешним диаметром 40 мм, высотой 40 мм и толщиной стенки 3 мм после охлаждений тигля, содержащего 70% исходной загрузки на основе оксиортосиликата лютеция Lu2SiO5:Ce при последовательном выращивании 5 кристаллов. Из-за сильного увеличения диаметра данный тигель не может использоваться для новых процессов выращивания кристаллов.
В методе Чохральского обязательным условием возможности затравления и начала роста оптически качественного кристалла является необходимость заполнения иридиевого тигля до верхней кромки расплавом на основе Lu2SiO5. Охлаждение иридиевого тигля, содержащего 100% исходной загрузки Lu2SiO5, приводит к значительному раздуванию (увеличению диаметра) от верха до низа и возможному появлению микротрещины в боковой стенке. После установки новой затравки и повторного нагрева раздутого тигля может начаться процесс вытекания расплава, содержащего дорогостоящий высокочистый Lu2O3. Поэтому ситуация с расплавлением затравочного кристалла должна быть полностью исключена при выращивании кристалла из тигля большого диаметра 120 мм.
Выращивание кристаллов диаметром 65 мм и оставление в иридиевом тигле менее 20% расплава не приводит к изменению диаметра 120 мм при промышленном выращивании легированных кристаллов на основе оксиортосиликата лютеция.
Пример 2. На Фиг. 4 представлены фотографии иридиевого тигля после получения кристаллов методом Чохральского. Проведение 8 процессов выращивания кристаллов из расплавов Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999 при использовании менее 60% исходного расплава приводит к деформации и увеличению диаметра иридиевого тигля 14 во время кристаллизации остатков расплава и образованию трещины 15 в стенке тигля. Данный тигель не может использоваться для новых процессов выращивания кристаллов при промышленном производстве, а поэтому тигель подлежит дорогостоящей переплавке и изготовлению нового тигля.
Неоптимальная конструкция теплоизолирующей керамики при быстром затвердевании расплава с поверхности в глубину тигля после процесса выращивания кристалла из иридиевого тигля 16 и использовании около 40% исходного расплава приводит к образованию двух вертикальных трещин 18 в стенке тигля. Освещение ультрафиолетовым светом вызывает голубую люминесценцию ионов церия Се3+ остатков расплава 17 и люминесценцию поликристаллического вещества, наблюдаемую через образовавшиеся трещины 18 в стенке тигля. Данный тигель не может использоваться для новых процессов выращивания кристаллов при промышленном производстве.
В соответствии с данным изобретением при использовании 80-85% исходного расплава даже при неоптимальной конструкции теплоизолирующей керамики не происходит увеличения диаметра иридиевого тигля и появления трещин.
Пример 3. Методом Чохральского выращен кристалл из начального состава расплава с химической формулой соединения Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999, и из этого кристалла изготовлены отполированные стержни 4,0×4,0×30 мм3 и 4×4×22 мм3 для позитрон-эмиссионного томографа (Фиг. 5.). Под действием ультрафиолетового света стержни 19 и 20 люминесцируют синим светом. Дневным светом освещена сбоку матрица 21, изготовленная методом склеивания прозрачным клеем девяти отполированных стержней 4,0×4,0×22 мм3. Количества порошкообразного материала, образующегося при разрезании монокристалла и полировке данных стержней, приведены в таблице 1.
Пример 4. Методом Чохральского выращен кристалл из начального состава расплава с химической формулой соединения Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999. Из кристалла произведены:
(а) отполированные стержни 0,8×0,8×20 мм3,
(б) матрица 23, изготовленная склеиванием прозрачным клеем восьми отполированных стержней 0.5×1,2×20 мм3, (в) матрица 24, изготовленная методом склеивания прозрачным клеем шестидесяти четырех отполированных стержней 0.5×1,2×20 мм3. Количества порошкообразного материала, образующегося из монокристалла при разрезании и полировке данных стержней, приведены в таблице 1.
Пример 5. На Фиг. 7. представлены отполированные пластины 25 и 26, изготовленные из монокристалла, выращенного методом Чохральского из начального состава расплава с химической формулой соединения Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999.
Отполированные пластины 25 с размером 14×14×2,0 мм3 с отверстиями предназначены для технического решения детектора «Шашлык». Это известная конструкция, разработанная международным коллективом ученых для коллайдера в Церне, Швейцария. Конструкция радиационного детектора «Шашлык» - это сцинтилляционные модули, где тонкие пластины с отверстиями из кристаллов оксиортосиликата лютеция L2SiO5:Ce или Lu1.8Y0.2SiO5:Ce чередуются с пластинами из самых плотных металлов: свинца Pb и вольфрама W. Благодаря пластинам тяжелых металлов высокоэнергетические протоны и электроны образуют ливни из электронов с меньшей энергией, которые выходят из металла и вызывают сцинтилляцию в кристаллических пластинах. Свет по пластине распространяется и поглощается в волокнах, которые переизлучают свет в сердцевины волокна и доставляют его до регистрирующих полупроводниковых лавинных диодов или кремниевых фотоумножителей (SiPM). Каждая кристаллическая пластина с боков имеет зеркальное светоотражающее покрытие для эффективного светового сбора всего сцинтилляционного света.
Фиг. 7. иллюстрирует, как под действием ультрафиолетового света пластины 25 люминесцируют синим светом. За счет эффекта полного внутреннего отражения свет распространяется внутри пластины и концентрируется. Поэтому яркость светового потока, выходящего внутрь отверстий, существенно выше, чем с боковой поверхности пластины.
Отполированные пластины 20×20×1.5 мм3 предназначены для детектора в лаборатории физики высоких энергий института Российского коллайдера NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) - это ускорительный комплекс на базе Объединенного института ядерных исследований (Дубна, Россия). Количества порошкообразного материала, образующегося из монокристалла при разрезании и полировке данных пластин, приведены в таблице 1.
Пример 6. Верхняя коническая часть и нижняя часть кристаллической були, выращенной из расплава с химической формулой Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999; поликристаллический материал, образовавшийся на дне тигля после завершения процесса роста кристалла; порошкообразный материал, образующийся в процессе разрезания, растворяли при нагреве в смеси кислот Н3РО4 + H2SO4.
Порошкообразный материал загрязняется в незначительном количестве примесями металлов пилы с внутренней режущей кромкой. Поэтому для получения Lu2O3 и его повторного использования в приготовлении шихты применили доступную и эффективную, экологически безопасную экстракционной систему на хлоридно-роданидных растворах. Этот способ позволил получить оксид лютеция с содержанием основного вещества более 99,99% и одновременно дополнительно отделить от примесей РЗЭ до уровня <1⋅10-3 (в т.ч. Nd, Pr, Eu, Tb, Yb - (1-5)⋅10-4), отрицательно влияющих на сцинтилляционные свойства кристаллов. [Юрасова О.В.1, Самиева Д.А., Федулова Т.В. ЭКСТРАКЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЧИСТОГО ОКСИДА ЛЮТЕЦИЯ ДЛЯ КРИСТАЛЛОВ-СЦИНТИЛЛЯТОРОВ ОРТОСИЛИКАТОВ ЛЮТЕЦИЯ. Международный научно-исследовательский журнал №11 (89) Часть 1 Ноябрь ВЫПУСК №11(89) НОЯБРЬ 2019]
Пример 7. Изготовление сцинтилляционных элементов в форме отполированных стержней 4,0×4,0×30 мм3 и 4,0×4,0×22 мм3 (Фиг. 5); стержней 3,0×3,0×20 мм3; стержней 0,8×0,8×20 мм3 и 0,5×1,2×20 мм3 (Фиг. 6), отполированных пластин 14×14×2,0 мм3 с отверстиями и 20×20×1,5 мм3 (Фиг. 7) осуществляли путем разрезания сцинтилляционных кристаллов на станке диском с внутренней режущей кромкой, размером 305×100×0,2 мм и толщиной алмазного слоя 0,35 мм. Толщина кристаллического слоя, теряемого при полировке с двух параллельных сторон - 0,05 мм.
Для каждого размера и формы отполированного с 6 сторон элемента значительно различается количество порошкообразного материала, образующегося при разрезании монокристалла и полировке. Для сравнения потери монокристаллического вещества при изготовлении сцинтилляционных элементов собраны в Таблице 1.
Claims (14)
1. Способ получения сцинтилляционных кристаллов на основе силиката, содержащего лютеций Lu, включающий:
(1) предварительное приготовление шихты состава в соответствии с химической формулой соединения Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999,
(2) последующее выращивание монокристаллов из полученной шихты по методу Чохральского,
отличающийся тем, что
(а) выращивают кристалл диаметром 60-100 мм, используя 70-85% исходного расплава для предотвращения деформации и увеличения диаметра иридиевого тигля во время кристаллизации остатков расплава;
(б) из выращенных кристаллов вырезают, изготавливают полированные стержни сечением в диапазоне от 0,5×0,5 до 4×4 мм2 и длиной в диапазоне от 10 до 30 мм, а также полированные пластины толщиной от 0,5 до 5 мм;
(в) проводят отжиг полированных стержней и пластин на воздухе при температуре 1100°С в течение 12 ч для устранения в кристаллической решетке напряжений, возникающих в процессе резки и полировки поверхностей;
(г) проводят легирование полированных стержней и пластин водородом отжигом в газовой атмосфере, содержащей водород, в частности в смеси аргона с 5-10% Н2 при температуре 1100-1200°С в течение 12-24 ч для снижения времени сцинтилляции с 36-38 нс до 20-32 нс;
(д) порошкообразный Ce0,002Lu1,947Ca0,001Y0,05SiO4,999, образующийся в процессе разрезания кристаллической були на стержни и пластины, собирают рециркуляцией жидкости, в частности воды, для химического извлечения оксида лютеция Lu2O3 и его повторного использования при выращивании кристаллов.
2. Способ получения сцинтилляционных кристаллов по п. 1, отличающийся тем, что
(е) порошкообразный силикат, содержащий лютеций, образующийся в процессе разрезания кристаллической були на стержни и пластины, собранный рециркуляцией жидкости, в частности воды, для химического извлечения оксида лютеция Lu2O3 и его повторного использования при выращивании кристаллов, верхнюю коническую часть кристаллической були, нижнюю цилиндрическую часть були, полученную в период кристаллизации 75-85% исходного расплава, и поликристаллический материал, образовавшийся на дне тигля после завершения процесса роста кристалла, растворяют при нагреве в смеси кислот Н3РО4 + H2SO4,
(ж) затем из водного раствора осаждают лютеций содержащий осадок,
(з) осадок отфильтровывают и высушивают,
(и) отжигают на воздухе при температуре 800-900°С в течение 8 ч для получения Lu2O3 и его повторного использования в приготовлении шихты.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2783941C1 true RU2783941C1 (ru) | 2022-11-22 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2157552C2 (ru) * | 1998-01-12 | 2000-10-10 | Таср Лимитед | Сцинтилляционное вещество (варианты) и сцинтилляционный волноводный элемент |
RU2242545C1 (ru) * | 2003-11-04 | 2004-12-20 | Загуменный Александр Иосифович | Сцинтиляционное вещество (варианты) |
JP5017821B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2012-09-05 | 日立化成工業株式会社 | シンチレータ用単結晶及びその製造方法 |
US20210147748A1 (en) * | 2010-11-16 | 2021-05-20 | Saint-Gobain Cristaux & Detecteurs | Scintillation compound including a rare earth element and a process of forming the same |
US20210189588A1 (en) * | 2019-08-21 | 2021-06-24 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Crystals for detecting neutrons, gamma rays, and x rays and preparation methods thereof |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2157552C2 (ru) * | 1998-01-12 | 2000-10-10 | Таср Лимитед | Сцинтилляционное вещество (варианты) и сцинтилляционный волноводный элемент |
RU2242545C1 (ru) * | 2003-11-04 | 2004-12-20 | Загуменный Александр Иосифович | Сцинтиляционное вещество (варианты) |
JP5017821B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2012-09-05 | 日立化成工業株式会社 | シンチレータ用単結晶及びその製造方法 |
US20210147748A1 (en) * | 2010-11-16 | 2021-05-20 | Saint-Gobain Cristaux & Detecteurs | Scintillation compound including a rare earth element and a process of forming the same |
US20210189588A1 (en) * | 2019-08-21 | 2021-06-24 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Crystals for detecting neutrons, gamma rays, and x rays and preparation methods thereof |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
YURI D. ZAVARTSEV et al., Czochralski growth and characterisation of large Ce3+:Lu2SiO5 single crystals co-doped with Mg2+ or Ca2+ or Tb3+ for scintillators, "Journal of Crystal Growth", 2005, Vol.275, No. 1-2, pp e2167-e2171. WU Y. et al. Revealing the role of calcium codoping on optical and scintillation homogeneity in Lu2SiO5: Ce single crystals, "Journal of Crystal Growth", 2018, Vol.498, pp 362-371. Новый политехнический словарь под ред. А.Ю.Ишлинского, Москва, Научное издательство "Большая Российская энциклопедия", 2000, стр.596. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6644010B2 (ja) | 向上した耐放射線性を有する多重ドープルテチウム系オキシオルトシリケートシンチレータ | |
JP5952746B2 (ja) | シンチレータ用ガーネット型単結晶、及びこれを用いた放射線検出器 | |
US10174247B2 (en) | Illuminant and radiation detector | |
JP5389328B2 (ja) | Prを含むシンチレータ用単結晶及びその製造方法並びに放射線検出器及び検査装置 | |
US20140291580A1 (en) | Cerium doped rare-earth ortosilicate materials having defects for improvement of scintillation parameters | |
CN107406764A (zh) | 包括共掺杂稀土硅酸盐的闪烁晶体、包括闪烁晶体的辐射检测仪器及其形成方法 | |
CN110603310A (zh) | 共掺杂有一价离子的石榴石闪烁体 | |
WO2015185988A1 (en) | Cerium doped rare-earth ortosilicate materials having defects for improvement or scintillation parameters | |
JP2006199727A (ja) | シンチレータおよびそれを用いた放射線検出器 | |
CN100434933C (zh) | 闪烁体与放射线检测器以及放射线检查装置 | |
JP6188024B2 (ja) | 発光体及び放射線検出器 | |
RU2783941C1 (ru) | Способ получения сцинтилляционного кристалла и изделий из него | |
CN105908257B (zh) | 钙镱离子共掺yag超快闪烁晶体及其制备方法 | |
JP2010285559A (ja) | シンチレータ用結晶及び放射線検出器 | |
KR101094370B1 (ko) | 방사선 센서용 섬광체, 및 그 제조 및 응용 방법 | |
WO2012090936A1 (ja) | シンチレータ用発光材料、それを用いたシンチレータ及びそれを用いた放射線検出器並びに放射線検査装置 | |
JP5904538B2 (ja) | シンチレータ材料及びx線検出器 | |
KR101641946B1 (ko) | 섬광체 및 이의 제조 방법 | |
Glodo et al. | Novel high-stopping power scintillators for medical applications | |
KR20100105045A (ko) | 방사선 센서용 섬광체, 및 그 제조 및 응용 방법 | |
CN110004485A (zh) | 一种稀土元素铈掺杂的闪烁晶体及其制备方法 | |
Johnson et al. | Opportunities for fluorochlorozirconate and other glass-ceramic detectors in medical imaging devices | |
Takizawa et al. | Growth of Eu doped LiBr/BaBr2 eutectic and its thermal neutron response | |
Kim et al. | Crystal Growth and Scintillation Properties of ${\hbox {Cs}} _ {2}{\hbox {NaCeBr}} _ {6} $ | |
KR20120007781A (ko) | 방사선 센서용 섬광체, 및 그 제조 및 응용 방법 |